Môn Lý - Lớp 12
50 bài tập Công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất mức độ vận dụng cao
Câu hỏi:
Đoạn mạch nối tiếp theo thứ tự gồm điện trở R, tụ điện có điện dung C và cuộn dây không thuần cảm có độ tự cảm L và điện trở r. Biết L = CR2 = Cr2. Đặt vào đoạn mạch điện áp xoay chiều u = U√2cosωt (V) (có U và ω không đổi) thì điện áp hiệu dụng của đoạn mạch RC gấp √3 lần điện áp hiệu dụng hai đầu dây. Hệ số công suất của đoạn mạch là:
Phương pháp giải:
Hệ số công suất cosφ = (R + r)/Z
Lời giải chi tiết:
Ta có:
\(L = C{R^2} = C{r^2} \Rightarrow \left\{ \matrix{
R = r \hfill \cr
{L \over C} = {R^2} \Rightarrow {Z_L}.{Z_C} = {R^2} \hfill \cr} \right.\)
Có:
\(\eqalign{
& {U_{RC}} = \sqrt 3 {Z_d} \Leftrightarrow {Z_{RC}} = \sqrt 3 {Z_d} \Leftrightarrow {R^2} + Z_C^2 = 3\left( {{r^2} + Z_L^2} \right) \Leftrightarrow Z_C^2 = 2{R^2} + 3Z_L^2 \cr
& \Leftrightarrow Z_L^2 + 2.{Z_L}{Z_C} + Z_C^2 = 2Z_C^2 - 2Z_L^2 \Rightarrow {Z_L} = 3{Z_C} \cr} \)
Thay ZL = 3ZC vào biểu thức ZL.ZC = R2 ta được:
\({Z_C} = {R \over {\sqrt 3 }} \Rightarrow {Z_L} = \sqrt 3 R \Rightarrow Z = \sqrt {{{\left( {2R} \right)}^2} + {{\left( {\sqrt 3 - {1 \over {\sqrt 3 }}} \right)}^2}.{R^2}} = {{4R} \over {\sqrt 3 }} \Rightarrow c{\rm{os}}\varphi = {{R + r} \over Z} = 0,866\)
Chọn D